1、第19讲 遗传信息的传递和表达,-2-,-3-,教材梳理,题型探究,真题演练,遗传信息的传递 1.DNA分子的复制 (1)DNA复制的特点及条件,亲代DNA,新DNA分子,有丝分裂,减数第一次分裂前,细胞核,亲代DNA的两条链,DNA聚合酶,-4-,教材梳理,题型探究,真题演练,形成子代DNA分子,半保留复制,连续性,-5-,教材梳理,题型探究,真题演练,(2)DNA复制的过程(如图),-6-,教材梳理,题型探究,真题演练,解开螺旋:DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的 解开。 合成子链:分别以解开的每一段母链为模板,在 等酶的作用下,以细胞中游离的四种 为原料合成
2、与母链互补的子链。 形成子代DNA:每条子链与其对应的 盘旋成双螺旋结构,从而形成两个与亲代DNA完全相同的DNA分子。,双链,DNA聚合酶,脱氧核苷酸,母链,-7-,教材梳理,题型探究,真题演练,2.活动:探究DNA的复制过程 (1)实验方法: 技术和 技术。 (2)实验原理:若DNA的两条链都用15N标记,那么DNA分子密度较大,离心时应该在试管的 部;若两条链中都含有14N,那么DNA分子密度小,离心时应该在试管的 部;若DNA的两条链中一条含有15N,一条含有14N,那么DNA分子密度居中,离心时应该在试管的 部。,放射性同位素示踪,离心,下,上,中,-8-,教材梳理,题型探究,真题演
3、练,(3)实验过程,1/2,1/2,-9-,教材梳理,题型探究,真题演练,(4)实验分析 实验预期 预期一:若第一代DNA分子中15N-15N-DNA占1/2,14N-14N-DNA占1/2,而第二代DNA分子中15N-15N-DNA占1/4,14N-14N-DNA占3/4,说明DNA复制是全保留复制。 预期二:若第一代DNA分子中全部是15N-14N-DNA,而第二代DNA分子中15N-14N-DNA占1/2,14N-14N-DNA占1/2,说明DNA复制是复制。 实验结论 实验结果和 的一致,说明DNA的复制是以的方式进行的。,半保留,预期二,半保留,-10-,教材梳理,题型探究,真题演练
4、,考向一 DNA复制的过程 【典例1-1】 (2018浙江选考十校联盟3月适应性考试)关于生物体内遗传信息传递与表达的叙述,正确的是 ( ) A.DNA复制过程是先解开螺旋后复制 B.DNA复制时需要DNA酶参与 C.肌细胞和神经细胞中有相同的基因进行了表达 D.生物界所有的遗传密码都是统一的,答案,解析,教材梳理,题型探究,真题演练,导师点睛DNA酶是水解DNA的,DNA复制时需要的是将游离脱氧核苷酸聚合到已有片段上的DNA聚合酶。,-12-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向二 DNA复制的相关计算 【典例1-2】 将一个用15N标记的、含1 560个碱基对的DNA片段在含14N的培养基中
5、复制4次,已知该DNA片段中有腺嘌呤750个,则( ) A.复制完成后,具有15N的腺嘌呤有1 500个 B.复制过程中,共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸12 150个 C.复制完成后,不含15N的DNA分子占1/15 D.含15N的DNA分子的两条链都含15N,答案,解析,-13-,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升DNA复制过程中的数量关系 DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如下。,-14-,教材梳理,题型探究,真题演练,(1)子代DNA分子数为2n个。 含有亲代链的DNA分子数为2个。 不含亲代链的DNA分子数为(2n-2)个。 含子代链的DNA分子数为2n个。 (
6、2)子代脱氧核苷酸链数为2n+1条。 亲代脱氧核苷酸链数为2条。 新合成的脱氧核苷酸链数为(2n+1-2)条。 (3)消耗脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个。 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1个。,-15-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向三 探究DNA的复制过程 【典例1-3】 (2018浙江稽阳联谊学校高三3月联考)下图为科学家设计的DNA合成的同位素示踪实验,利用大肠杆菌来探究DNA的复制过程,下列说法正确的是( ),A.从获得试管到试管,细胞内的染色体复制了两次 B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验,提取D
7、NA更方便 C.试管中含有14N的DNA占3/4 D.本实验是科学家对DNA复制方式假设的验证,答案,解析,-16-,教材梳理,题型探究,真题演练,【典例1-4】 探究DNA的复制方式实验中,若将一个用15N标记的DNA放到14N的培养基上培养,让其连续复制,将每次复制产物置于试管内进行离心,则复制2次和3次后的分层结果分别是图中的( )A.c、e B.a、c C.e、f D.e、d,答案,解析,-17-,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升只含15N的DNA在含14N的环境中进行复制时,DNA分子数、脱氧核苷酸链数的变化,-18-,教材梳理,题型探究,真题演练,-19-,教材梳理,题型探究
8、,真题演练,-20-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向四 DNA复制与细胞增殖 【典例1-5】 (2018浙江名校新高考联盟第一次联考)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组,已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交得到F1,下列叙述正确的是 ( ) A.F1的基因型是AABC,复制后共含8个基因 B.F1是四倍体,复制后可形成8条姐妹染色单体 C.F1在减数第一次分裂前期可形成1个四分体 D.F1在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到2个和4个荧光点,答案,解析,-21-,教材梳理,题型探究,真题演练,【典例1-6】 某DN
9、A被32P标记的精原细胞在不含32P的培养液中经过一次有丝分裂,产生两个精原细胞,其中一个接着进行一次减数分裂,则其四分体时期的一对同源染色体上的DNA组成示意图正确的是( ),答案,解析,-22-,教材梳理,题型探究,真题演练,疑难辨析图形法理解DNA复制与细胞分裂的相互关系(以15N标记为例) (1)有丝分裂过程图,-23-,教材梳理,题型探究,真题演练,1个细胞经过1次有丝分裂,形成的2个子细胞均为 ,每个子细胞和亲代细胞一样都含有相同数目的染色体,且每个细胞中的每一条染色体上的DNA分子都保留了亲代细胞DNA分子的一条链(15N),体现了DNA分子半保留复制的特点。,连续分裂2次,形成
10、4个子细胞,有3种情况出现:第一种情况是4个子细胞都是15N-14N、14N-14N;第二种情况是2个细胞是,14N-14N,1个细胞是15N-14N、15N-14N,1个细胞是14N-14N、14N-14N;第三种情况是2个细胞是15N-14N、15N-14N,另外2个细胞是14N-14N、14N-14N。,-24-,教材梳理,题型探究,真题演练,(2)减数分裂过程图,1个性原细胞经过减数分裂,形成的4个子细胞(不考虑交叉互换)均为 。每个子细胞的染色体数目较性原细胞减少了一半,且每个子细胞中的每条染色体上的DNA分子都保留了性原细胞DNA分子的一条链。,-25-,教材梳理,题型探究,真题演
11、练,1.(2018浙江4月选考,22)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是( )A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N-14N-DNA D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制,答案,解析,-26-,教材梳理,题型探究,真题演练,2.(2017浙江11月选考,20)某真核生物DNA片段的
12、结构示意图如下。下列叙述正确的是( )A.的形成需要DNA聚合酶催化 B.表示腺嘌呤脱氧核苷酸 C.的形成只能发生在细胞核 D.若链中A+T占48%,则DNA分子中G占26%,答案,解析,-27-,教材梳理,题型探究,真题演练,3.(2015浙江9月选考调研,24)某双链DNA分子含有200个碱基对,其中一条链上ATGC=1234。下列关于该DNA分子的叙述,错误的是( ) A.共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B.4种碱基的比例为ATGC=3377 C.若该DNA分子中的这些碱基随机排列,可能的排列方式共有4200种 D.若连续复制2次,则需180个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,答案,解析,-28-
13、,教材梳理,题型探究,真题演练,遗传信息的表达 1.DNA的功能 (1)DNA以自身为模板,通过半保留复制,保持 的稳定性。 (2)DNA根据它所贮存的遗传信息决定 的结构。,遗传信息,蛋白质,-29-,教材梳理,题型探究,真题演练,2.RNA的结构与分类 (1)RNA与DNA的区别,双螺旋结构,核糖核 苷酸,核糖,U,单链,-30-,教材梳理,题型探究,真题演练,蛋白质,转运氨基酸到核糖体,核糖体,-31-,教材梳理,题型探究,真题演练,3.转录 (1)概念:转录是指遗传信息由 传递到 上的过程。 (2)场所:主要在 ,转录而来的mRNA经过 才能成为成熟的mRNA,转移至 ,用于蛋白质合成
14、。 (3)模板:以DNA的 为模板。 (4)原料:四种游离的 。 (5)原则:碱基互补配对(AU、TA、GC、CG)。 (6)产物: 、rRNA、tRNA。,DNA,RNA,细胞核,加工,细胞质,一条链,核糖核苷酸,mRNA,-32-,教材梳理,题型探究,真题演练,4.翻译 (1)场所: 。,(3)遵循原则:碱基互补配对原则。 (4)产物: ( 蛋白质)。 (5)特点:多肽链合成时,在一个mRNA分子上有 个核糖体同时进行工作,这种多肽链合成方式提高了翻译效率。,核糖体,多肽链,若干,-33-,教材梳理,题型探究,真题演练,5.遗传密码 (1)概念:mRNA上3个相邻核苷酸排列而成的三联体,决
15、定一种氨基酸。 (2)特点: 除少数密码子外,生物界的遗传密码是 的; 除少数氨基酸只有一种遗传密码外,大多数氨基酸有 以上的遗传密码。 (3)种类:共64种。决定氨基酸的密码子有 种,起始密码(编码氨基酸)有 种;终止密码(不编码氨基酸)有 种。,统一,两个,61,2,3,-34-,教材梳理,题型探究,真题演练,6.中心法则与基因的概念 (1)中心法则 提出者: 。 要点:遗传信息由 传递到 ,然后由 决定的特异性。 内容图解(用简式表示): 。 (2)基因 作用:遗传的一个 ,它在适当的环境条件下控制生物的性状。 基因在真核细胞中与染色体的关系:以一定的次序排列在上。,克里克,DNA,RN
16、A,RNA,蛋白质,基本功能单位,染色体,-35-,教材梳理,题型探究,真题演练,本质:是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的 ,在大多数生物中是一段 ,而在RNA病毒中则是一段 。,核酸分子片段,DNA,RNA,-36-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向一 DNA与RNA 【典例2-1】 (2018浙江名校新高考研究联盟高三第一次联考)下列关于DNA、RNA的叙述,错误的是( ) A.DNA和RNA的元素组成均为C、H、O、N、P B.RNA是多核苷酸大分子,通常是单链 C.遗传信息的传递过程需要DNA聚合酶的参与 D.转录需要RNA聚合酶的参与,该酶的结合位点位于RNA上,答案,解析
17、,-37-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向二 转录过程 【典例2-2】 (2018温州高三第二次模拟)RNA的形成过程如图所示,下列叙述错误的是( )A.分别表示DNA双螺旋的解开和重新形成 B.表示将4种游离的核糖核苷酸加到RNA末端 C.转录时,只能以基因中特定的一条链为模板 D.转录时,可能有多个基因共用同一启动部位,答案,解析,-38-,教材梳理,题型探究,真题演练,A.tRNA由3个核苷酸组成 B.核糖体沿着mRNA向右移动 C.mRNA上3个相邻碱基即为遗传密码 D.每种氨基酸都由对应的1种tRNA转运,考向三 翻译过程 【典例2-3】 下图是细胞内蛋白质合成的部分示意图,下列
18、叙述正确的是( ),答案,解析,-39-,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升翻译过程的三种模型图解读,-40-,教材梳理,题型探究,真题演练,(1)图甲翻译模型分析 a.、分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。 b.一个核糖体与mRNA的结合部位形成两个tRNA结合位点。 c.翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸或甲酰甲硫氨酸。 d.翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。 e.翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸),翻译停止。 (2)图乙表示真核细胞的翻译过程,其中是mRNA,是核糖体,表示正在合成的多肽链。 a.数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成
19、多聚核糖体。 b.意义:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 c.方向:从右向左,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。,-41-,教材梳理,题型探究,真题演练,d.结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质,往往还需要将多肽链运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。 e.形成的多条肽链的氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA。 (3)图丙表示原核细胞的转录和翻译过程,图中是DNA模板链,表示正在合成的mRNA,在核糖体上同时进行翻译过程。,-42-,教材梳理,题型探究,真题演练,A.ATA B.AAU C.UAU D.AUA,考向四 遗传密码 【典例2-4】 据下表判断,异亮氨酸的
20、密码子是( ),答案,解析,-43-,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升遗传信息、密码子和反密码子的比较,-44-,教材梳理,题型探究,真题演练,-45-,教材梳理,题型探究,真题演练,A.劳氏肉瘤病毒侵染的细胞内可进行过程 B.过程启动部位对应的碱基序列可能是AUG C.均遵循碱基互补配对原则 D.过程结束时由tRNA携带相应氨基酸与终止密码子结合,考向五 中心法则 【典例2-5】 下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,下列叙述正确的是( ),答案,解析,-46-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向六 对基因概念的理解 【典例2-6】 (2018浙江名校协作体高三下学期3月考试)下图
21、为某哺乳动物某个DNA分子中控制毛色的a、b、c三个基因的分布状况,其中、为无遗传效应的序列。下列相关叙述正确的是( )A.基因与性状之间并不都是一一对应关系 B.基因a、b、c调换位置,一般不会改变生物的性状 C.基因c的内部插入一小段DNA,属于染色体畸变 D.、区段内部发生碱基序列的改变属于基因突变,答案,解析,-47-,教材梳理,题型探究,真题演练,考向七 DNA复制、转录和翻译的综合 【典例2-7】 (2018浙江超级全能生3月考试)下列关于遗传信息的传递和表达的叙述,正确的是( ) A.基因表达的产物是蛋白质 B.在细胞周期各时期都能发生转录和翻译 C.每种密码子都有对应的tRNA
22、以顺利完成翻译过程 D.劳氏肉瘤病毒能以RNA为模板反向地合成单链DNA,答案,解析,-48-,教材梳理,题型探究,真题演练,归纳提升DNA复制、转录和翻译的比较,-49-,教材梳理,题型探究,真题演练,-50-,教材梳理,题型探究,真题演练,-51-,教材梳理,题型探究,真题演练,-52-,教材梳理,题型探究,真题演练,【典例2-8】 (2018浙江宁波3月新高考模拟)基因编辑是指将外源DNA片段导入到细胞染色体特定位点或删除基因内部的片段,定点改造基因,获得预期的生物体基因序列发生遗传改变的技术。下图是对某生物B基因进行编辑的过程,该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切
23、割位点,下列叙述正确的是( ),-53-,教材梳理,题型探究,真题演练,A.sgRNA是合成Cas9酶的模板 B.sgRNA的碱基序列与靶基因碱基序列能够全部互补 C.核酸内切酶Cas9可在特定切割位点断裂核苷酸之间的磷酸二酯键 D.B基因被编辑后因不能转录而无法表达相关蛋白质,答案,解析,-54-,教材梳理,题型探究,真题演练,解题思路解答此题的关键是从题图和题意中提取关键信息:用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点并进行切割,进而将编辑前的B基因中的片段切除,将和片段连接形成新的B基因。据此围绕基因工程的相关知识对各选项作出准确的判断。,-55-,教材梳理,题型探究,真题
24、演练,1.(2018浙江6月学考,24)某究人员利用酵母菌成功合成了氨基酸序列为Phe-Pro-Lys的三肽。三种氨基酸的密码子见下表: 据此分析,正确的是( )A.控制该三肽合成的基因共有9对脱氧核苷酸 B.合成该三肽过程中需要mRNA、tRNA和rRNA参与 C.mRNA上编码该三肽的核苷酸序列可能为AAGGGAUUC D.转录过程中会形成基因的编码链与RNA的杂交区域,答案,解析,-56-,教材梳理,题型探究,真题演练,2.(2018浙江4月选考,25)miRNA是一种小分子RNA,某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成。某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图
25、如下。下列叙述正确的是( ) A.miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合 B.W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译 C.miRNA与W基因的mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A与T、C与G配对 D.miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因的mRNA结合所致,答案,解析,-57-,教材梳理,题型探究,真题演练,3.(2018浙江11月选考,23)下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述,正确的是( ) A.一个DNA可转录出多个不同类型的RNA B.以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板 C.转录终止时成熟的RNA从模板链上
26、脱离下来 D.可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中,答案,解析,-58-,教材梳理,题型探究,真题演练,4.(2016浙江10月选考,7)遗传信息表达的过程中,mRNA的三个碱基是UAC,则DNA模板链上对应的三个碱基是( ) A.ATG B.TAC C.TUC D.AUG,答案,解析,-59-,教材梳理,题型探究,真题演练,5.(2017浙江4月选考,19)下列关于DNA、RNA和基因的叙述,错误的是( ) A.基因是具有遗传效应的核酸分子片段 B.遗传信息通过转录由DNA传递到RNA C.亲代DNA通过复制在子代中表达遗传信息 D.细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成,答案,解析,-
27、60-,教材梳理,题型探究,真题演练,6.(2016浙江4月选考,24)遗传信息的传递过程如图所示,其中表示四种不同的物质。下列叙述错误的是 ( )A.复制时,2条链均可作为模板链 B.形成时,需沿整条DNA长链进行 C.密码子CUU编码所携带的氨基酸 D.上可同时结合多个核糖体形成多条,答案,解析,-61-,教材梳理,题型探究,真题演练,7.(2015浙江10月选考,28)人类红细胞ABO血型的基因表达及血型的形成过程如图所示。下列叙述正确的是 ( )A.H基因正常表达时,一种血型对应一种基因型 B.若IA基因缺失一个碱基对,表达形成的多肽链就会发生一个氨基酸的改变 C.H基因正常表达时,IA基因以任一链为模板转录和翻译产生A酶,表现为A型 D.H酶缺乏者(罕见的O型)生育了一个AB型的子代,说明子代H基因表达形成了H酶,答案,解析,
